Tests de Routine des Disjoncteurs

Différents tests de routine sont effectués pour garantir la qualité et les performances d'un disjoncteur et ils sont les suivants :

1. Test de résistance à la surtension en fréquence industrielle

2. Test diélectrique sur le circuit auxiliaire et le circuit de commande

3. Mesure de la résistance du circuit principal ou test de résistance de contact

4. Test d'étanchéité ou test de fuite de gaz SF6 

5. Vérifications de conception et visuelles

6. Tests d'opérations mécaniques.

Examinons-les un par un.

Test de résistance à la surtension en fréquence industrielle

Le système électrique peut subir différentes conditions de surtension temporaire en fréquence industrielle, qui peuvent être dues à une coupure soudaine de charge, à une mauvaise opération du changeur de rapport en ligne, à une compensation shunt insuffisante dans le système, etc. Le test de résistance à la surtension en fréquence industrielle du disjoncteur est effectué pour vérifier la suffisance de l'isolation du circuit principal pour résister à ce type de conditions anormales de surtension du système. Le disjoncteur doit également être conçu pour résister aux surtensions dues à la foudre et aux impulsions de commutation. Un disjoncteur, comme tout autre équipement d'ingénierie coûteux, est conçu pour faire face en toute sécurité à toutes sortes de situations anormales, mais en même temps, les concepteurs ne peuvent pas sacrifier les aspects économiques.

Pour vérifier la capacité à résister à tous types de conditions de surtension sans sacrifier les aspects économiques de la fabrication, un disjoncteur doit passer et réussir différents tests diélectriques. Cependant, seul le test de résistance à la surtension en fréquence industrielle relève de la catégorie des tests de routine des disjoncteurs.

Test de résistance à la surtension en fréquence industrielle pendant une minute en conditions sèches

Il est supposé que les conditions de surtension, en fréquence industrielle, ne peuvent pas durer plus d'une minute, et elles durent en réalité beaucoup moins d'une minute. Ce test est effectué pour vérifier si l'isolation fournie dans le circuit principal du disjoncteur est capable de résister aux surtensions en fréquence industrielle pendant une durée d'une minute.

Le test est effectué dans des conditions sèches du disjoncteur. Les tensions en fréquence industrielle appliquées au disjoncteur lors du test sont spécifiées dans la norme en fonction du niveau nominal de tension du système.

Prenons un exemple courant de test de résistance à la surtension en fréquence industrielle pendant une minute en conditions sèches d'un disjoncteur SF6. Ici, généralement, le haut de tous les pôles de tous les disjoncteurs de même niveau de tension à tester, sont connectés ensemble, de préférence par un conducteur en cuivre. Cette connexion est ensuite correctement mise à la terre. De même, la base de tous les disjoncteurs sous test doit être correctement connectée à la terre. Le bas de tous les pôles de tous les disjoncteurs sous test est connecté ensemble, de préférence par un conducteur en cuivre.

Cette connexion est ensuite connectée au terminal de phase d'un transformateur haute tension à cascade monophasé. Le transformateur haute tension utilisé ici est un transformateur à cascade auto-transformateur où la tension d'entrée peut varier de zéro à plusieurs centaines de volts et la tension secondaire correspondante serait de zéro à plusieurs centaines de kilovolts. Pendant le test, la tension est appliquée au terminal bas des disjoncteurs par le transformateur haute tension à cascade, et varie lentement de 0 à la valeur spécifiée, puis reste là pendant 60 secondes avant de diminuer lentement à zéro. Pendant le test, le courant de fuite vers le sol est mesuré et ne doit pas dépasser la limite maximale autorisée. Toute défaillance de l'isolation pendant le test indique l'insuffisance de l'isolation utilisée dans le disjoncteur.

Test diélectrique sur le circuit auxiliaire et le circuit de commande

Il peut y avoir des conditions de surtension anormales dans les circuits d'alimentation auxiliaires et de commande, également. Par conséquent, les circuits auxiliaires et de commande des disjoncteurs doivent également subir un test de résistance à la tension en fréquence industrielle de courte durée. Ici, une tension de test de 2000 V est appliquée pendant une durée d'une minute. L'isolation des circuits auxiliaires et de commande doit passer ce test, et il ne doit pas y avoir de décharge destructive pendant le test.

Mesure de la résistance du circuit principal

La résistance du circuit principal est mesurée à partir de la chute de tension continue dans le circuit. Dans ce test, un courant continu est injecté dans le circuit et la chute de tension correspondante est mesurée, et à partir de cela, la résistance du circuit est mesurée. Le courant injecté serait compris entre 100 A et le courant nominal maximal du disjoncteur. La valeur maximale mesurée peut être 1,2 fois la valeur obtenue lors du test de montée en température.

Test d'étanchéité

Ce test est principalement effectué sur les postes de manœuvre isolés à gaz. Dans ce test, le taux de fuite est mesuré. Ce test assure la durée de vie souhaitée du poste de manœuvre. Ici, tous les points de jonction dans les chemins contenant du gaz sont couverts hermétiquement avec des feuilles minces de polyéthylène (de préférence transparent) pendant plus de 8 heures, puis la densité de gaz à l'intérieur de ces couvertures est mesurée en insérant le port de détection de gaz d'un détecteur de gaz à travers un trou maintenant créé sur les couvertures. La mesure est prise en unités ppm et doit être dans la limite spécifiée. La limite maximale de fuite de gaz est de 3 ppm / 8 heures, est considérée comme standard.

Vérifications visuelles

Le disjoncteur doit être vérifié visuellement pour le langage et les données sur les gabarits, les marques d'identification appropriées de tout équipement auxiliaire, la couleur et la qualité de la peinture, la corrosion sur les surfaces métalliques, etc.

Test d'opérations mécaniques

Le disjoncteur doit être opéré de manière fluide à la tension maximale ainsi qu'à la tension minimale admissible du circuit auxiliaire et de commande. Les opérations de fermeture et de tripping doivent être effectuées au moins 5 fois pour la tension maximale admissible du circuit de commande, ainsi que pour la tension minimale admissible du circuit de commande. Les opérations de fermeture et d'ouverture du disjoncteur doivent également être vérifiées pour la tension nominale du circuit de commande. 110 % de la tension de commande est prise comme limite maximale pour les opérations de fermeture et d'ouverture du disjoncteur. 85 % de la tension de commande est prise comme limite minimale pour l'opération de fermeture du disjoncteur, et 70 % de la tension de commande est prise comme limite minimale pour l'opération d'ouverture ou de tripping du disjoncteur. Pendant les opérations à la tension maximale et minimale de commande, on constatera que les temps d'opération sont respectivement inférieurs et supérieurs à ceux à la tension nominale de commande, mais tous les temps devraient être dans les limites spécifiées. Si c'est applicable, comme dans le cas des disjoncteurs pneumatiques, le disjoncteur doit également être opéré au moins 5 fois à la pression maximale admissible, à la pression minimale admissible et à la pression nominale spécifiée. Un disjoncteur est également prévu pour une reclosure rapide ; au moins 5 cycles d'opérations ouverture-fermeture doivent être vérifiés conformément à la spécification donnée sur la plaque de cotation. L'intervalle réel entre les opérations d'ouverture et de fermeture doit être comparé à l'intervalle donné dans la spécification du cycle d'opérations. Lorsque les disjoncteurs sont expédiés en tant qu'unités séparées et reassemblés sur site, le fabricant doit participer aux essais de mise en service pour confirmer la compatibilité de ces unités et composants séparés lorsqu'ils sont assemblés en un disjoncteur complet. Pour toutes les séquences d'opérations requises, le test doit être effectué et tous les temps d'opération de fermeture et d'ouverture, ainsi que les intervalles entre deux opérations consécutives, sont enregistrés. Lorsque cela est applicable, les mesures de compression du fluide (différence de pression) pendant l'opération du disjoncteur sont également enregistrées.
Un cycle d'opération sans charge peut être effectué sur le disjoncteur pour tracer la courbe de déplacement sans charge. La courbe doit se situer dans l'enveloppe prescrite des caractéristiques de déplacement mécanique de référence.

N.B.: Les paramètres qui doivent être mesurés et enregistrés lors du test d'opération du disjoncteur, sont les suivants :

• Temps de fermeture de chaque pôle

• Différence de temps de fermeture entre les pôles ou temps de décalage de fermeture

• Temps d'ouverture de chaque pôle

• Différence de temps d'ouverture entre les pôles ou temps de décalage d'ouverture

• Temps de fermeture-ouverture de chaque pôle

• Différence de temps entre deux opérations d'ouverture consécutives (O-C-O)

• Bounce maximal du contact mobile lors de l'opération de fermeture

• Bounce total du contact mobile lors de l'opération de fermeture

• Déplacement excessif du contact mobile

• Vitesse de contact pour la fermeture en deg/ms (le transducteur est de type rotatif)

• Vitesse de contact pour l'ouverture en deg/ms (le transducteur est de type rotatif)

• Temps de freinage lors de l'ouverture

• Temps de chargement du ressort

Lorsque les sous-ensembles du disjoncteur sont assemblés sur site, les caractéristiques de déplacement mécanique du disjoncteur doivent confirmer la justesse à la fin des essais de mise en service sur site. Si cela est fait sur site, le fabricant doit prescrire la procédure exacte de réalisation, sinon le résultat peut être différent et la comparaison du déplacement instantané du contact peut être impossible à atteindre. Les caractéristiques de déplacement mécanique des contacts du disjoncteur sont produites en utilisant un transducteur de déplacement ou un dispositif similaire connecté au mécanisme des contacts du disjoncteur.
En outre, chaque connexion dans le circuit de commande et auxiliaire dans le kiosque du disjoncteur doit être vérifiée. Il faut également vérifier si les interrupteurs de commande et/ou auxiliaires indiquent correctement la position ouverte et fermée du disjoncteur. Tous les équipements auxiliaires doivent également fonctionner correctement et de manière fluide pour la tension maximale et minimale admissible de l'alimentation en tension de commande.

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